题目内容
【题目】如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。托盘和砝码的总质量记为m，小车和车内砝码的总质量记为M。实验中用托盘和砝码总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.
(1)以下说法正确的是：_______
A．在小车的左端连接挂有托盘的细线后，适当垫高木板一端，平衡小车所受的摩擦力
B．每次改变小车质量后，需重新调整木板倾斜角度，平衡摩擦力
C．先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车
D．m应远远小于M
(2)如图所示是实验中打出的一条纸带，O、A、B、C、D为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间还有四个点，所用交变电源的周期T=0.02s。测量出相邻计数点之间的距离分别为：OA＝2.40cm，AB＝2.80cm，BC＝3.20cm，CD＝3.60cm。则打点计时器打下C点的瞬时速度vC＝______m/s，该物体运动的加速度a＝______m/s2（结果均保留两位有效数字）
(3)某组同学实验得出数据，画出a-F图如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是______
A．实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太小
B．实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太大
C．实验中绳子拉力方向没有跟木板平行
D．托盘和砝码的总质量m太小
【答案】CD 0.34 0.40 A
【解析】
根据“探究加速度与力、质量的关系”可知，本题考查牛顿第二定律的探究实验，根据实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚；利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，据此可以求出C点速度大小；利用逐差法可以求出加速度的大小；平衡摩擦力时木板倾角要适当，使小车沿斜面重力的分力等于摩擦力，从而即可求解.
(1)A、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中需要把木板的后端适当垫高，以平衡小车和纸带所受的摩擦力，此时不能挂塑料小桶，平衡摩擦力的目的是使小车的合外力等于小车受到的拉力，即使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力平衡，故A错误；
B、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故改变拉小车的拉力后，不需要重新调节木板倾斜度，故B错误；
C、打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故C正确；
D、本实验，只有M＞＞m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，故D正确.
故选CD；
(2)相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻点时间间隔为0.1s；
匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，所以有：
；
根据△x=aT2有：
；
(3)由a-F图象可知，图象在横轴上有截距，说明有力时小车的加速度仍为零，施加拉力后小车受到的合力还为零，这是由没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的，即实验中摩擦力平衡时倾角过小，故A正确，B、C、D错误.故选A.
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